KWALIFIKACJA CHM3 - CZERWIEC 2020

PYTANIE NR 21.
W jakim stosunku objętościowym należy zmieszać roztwór etanolu o stężeniu 30% (V/V) z roztworem o stężeniu 70% (V/V), aby otrzymać roztwór o stężeniu 50% (V/V)?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Stężenie 50% (V/V) jest średnią arytmetyczną stężeń 30% i 70%, więc aby otrzymać taki roztwór, trzeba zmieszać oba roztwory w równych objętościach.
Bilans: 0,30V + 0,70V = 0,50·(2V), co spełnia warunek dla V30=V70, czyli stosunek 1:1.

Pełne wyjaśnienie:

Aby dobrać stosunek objętościowy, zakładamy objętości mieszanych roztworów: V roztworu 30% (V/V) oraz W roztworu 70% (V/V). Dla stężenia typu V/V przyjmujemy liniowy bilans "czystego etanolu" w mieszaninie:

0,30V + 0,70W = 0,50(V + W)

Po przekształceniu:

0,30V + 0,70W = 0,50V + 0,50W
0,70W − 0,50W = 0,50V − 0,30V
0,20W = 0,20V
W = V

Zatem objętości muszą być równe, czyli stosunek roztworu 30% do roztworu 70% wynosi 1:1.

Dlaczego pozostałe propozycje nie pasują? Jeśli weźmiesz więcej roztworu 30% niż 70% (np. "2:1"), średnie stężenie spadnie poniżej 50%, bo większy udział ma roztwór słabszy. Jeśli odwrotnie, więcej roztworu 70% (np. "1:2"), wynik będzie powyżej 50%. Zapis "3:7" oznacza silną przewagę roztworu 70%, więc otrzymasz stężenie wyraźnie większe niż 50%.

Wskazówka egzaminacyjna: można też użyć metody krzyżowej (alligacji): różnice 70−50=20 i 50−30=20 są równe, więc udziały roztworów są równe. Zawsze jednak pilnuj kolejności: zapis stosunku powinien odpowiadać kolejności roztworów podanej w pytaniu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Stężenie 50% (V/V) oznacza, że w 100 jednostkach objętości roztworu jest 50 jednostek objętości etanolu (a reszta to zwykle woda/rozpuszczalnik). To zapis objętość/objętość, typowy dla mieszanin cieczy.
Ułóż bilans: 0,30V + 0,70W = 0,50(V+W). Po przekształceniu wychodzi W=V, czyli trzeba wziąć równe objętości obu roztworów. W praktyce: tyle samo roztworu 30% co 70%.
Ponieważ 50% leży dokładnie w połowie między 30% i 70%. Różnice 70−50 i 50−30 są takie same, więc wkłady muszą być równe. To szczególny przypadek: gdy stężenie docelowe jest średnią arytmetyczną dwóch stężeń.
Tak. Wpisujesz stężenia 30% i 70% oraz docelowe 50%, liczysz różnice: 70−50=20 i 50−30=20. Otrzymane liczby są proporcjami objętości roztworów (30% : 70% = 20 : 20), czyli 1:1.
Najczęściej myli się kolejność stosunku (np. zapisuje 1:2 zamiast 2:1), źle przypisuje różnice w metodzie krzyżowej albo "zgaduje" wynik bez sprawdzenia bilansem. Błąd daje stężenie za wysokie lub za niskie względem docelowego.
Nie. Stosunek 2:1 oznacza przewagę roztworu 30%, więc wynik musi być bliżej 30% niż 70%, a więc poniżej 50%. Żeby wyjść na 50%, udziały muszą się zrównoważyć (w tym przypadku równo).
Gdy objętościowo przeważa roztwór 70%. Wtedy średnie stężenie przesuwa się w stronę wartości większej. Przykładowo, jeśli weźmiesz dwa razy więcej 70% niż 30%, wynik będzie powyżej 50% (bliżej 70%).
Możesz użyć intuicji "bliżej którego stężenia jest mieszanina": jeśli wlewasz więcej 30%, wynik musi być <50%; jeśli więcej 70%, wynik musi być >50%. Gdy cel jest dokładnie pośrodku (50%), objętości powinny wyjść równe.
W zadaniach egzaminacyjnych zwykle przyjmuje się liniowy bilans objętości składnika (etanolu) i sumowanie objętości. W praktyce laboratoryjnej mogą wystąpić odchylenia (kontrakcja objętości), ale do obliczeń szkolnych stosuje się model idealny.
Najbezpieczniej interpretować go jako "objętość pierwszego roztworu : objętość drugiego roztworu", zgodnie z kolejnością w pytaniu. Tu będzie to: roztwór 30% : roztwór 70% = 1:1, czyli tyle samo jednego i drugiego.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 49% zdających egzamin. trudne

Źródła:

  • Harris D.C., "Quantitative Chemical Analysis", rozdziały dotyczące przygotowywania roztworów i obliczeń stężeń (wydanie zależne od kursu)
  • Skoog D.A., West D.M., Holler F.J., Crouch S.R., "Fundamentals of Analytical Chemistry", część o roztworach i stężeniach (wydanie zależne od kursu)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z chemii analitycznej (dział: sporządzanie roztworów, rozcieńczanie, mieszanie)
  • Materiały dydaktyczne z obliczeń chemicznych (procenty, V/V, bilanse)
  • Zestawy zadań rachunkowych dla technika analityka z przygotowania roztworów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego